كان حجم دماغ إنسان نياندرتال في المتوسط مماثلاً لحجم دماغ الإنسان العاقل الحديث أو أكبر منه قليلاً، لكن حجم الدماغ وحده لا يحدد الذكاء أو القدرات العقلية. وتُظهر أدواته وسلوكه الاجتماعي وقدرته على الصيد والتكيف مع البيئات القاسية أنه كان إنساناً ماهراً وقادراً على التعلم والتخطيط، وليس كائناً بطيئاً أو غبياً كما صورته تصورات قديمة غير علمية.